闭合电路欧姆定律(含图象)

第七章 第7节 闭合电路的欧姆定律第一课时——内容，路端电压与电阻、电流关系，图像一、闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路组成(1)外电路：电源_外部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势_降低__。

(2)内电路：电源内部的电路，在内电路中，电流由负极流向正极。

2．闭合电路欧姆定律(1)概念：闭合电路中的电流与_ _成正比，与内、外电路中的__ ___成反比。

(2)表达式：I ＝__________，公式中，R 表示外电路的总电阻，E 表示电源的电动势，r 是电源内阻。

(3)适用范围：外电路为纯电阻电路。

二、路端电压与负载的关系 1.路端电压与电流的关系 (1)公式：U ＝__________。

(2)图象(U －I )：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示__________，斜率的绝对值表示电源的________。

2．路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R 增大时，电流I 减小，外电压U ________，当R 增大到无限大(断路)时，I ＝0，U ＝______。

(2)外电阻R 减小时，电流I 增大，路端电压U _______，当R 减小到零时，I ＝Er，U ＝_______。

知识点一 闭合电路欧姆定律 例1．如图所示的电路中，当开关S 接a 点时，标有“4 V,8 W ”的小灯泡L 正常发光，当开关S 接b 点时，通过电阻R 的电流为1 A ，这时电阻R 两端的电压为5 V.求： (1)电阻R 的阻值； (2)电源的电动势和内阻.练习1．如图所示，当开关S 断开时，电压表示数为3 V ，当开关S 闭合时，理想电压表示数为1.8 V ，则外电阻R 与电源内阻r 之比为( ) A ．5∶3 B ．3∶5 C ．2∶3 D ．3∶2知识点二 路端电压与负载的关系及图像例2．如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是( ) A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为12 Ω C.电源的短路电流为0.5 A D.电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω班级： 姓名：练习2（1）．若E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是()A．U′＝IR B．U′＝E－UC．U＝E＋Ir D．U＝RR＋r·E练习2（2）．如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则()A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B．电流都是I1时，两电源内电压相等C．电路A的电动势大于电路B的电动势D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻1．如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U—I图象，则下列说法中正确的是()A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2C．电动势E1>E2，内阻r1<r2D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大2．如图所示电路中,电源电动势E=9 V,内阻r=3 Ω,R=15 Ω,下列说法中正确的是()A.当S断开时,U AC=9 VB.当S闭合时,U AC=9 VC.当S闭合时,U AB=7.5 V,U BC=0D.当S断开时,U AB=0,U BC=03．如图所示,直线A为某电源的U I图线,曲线B为某小灯泡的U I图线,用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的总功率分别是()A.4 W，8 WB.2 W，4 WC.4 W，6 WD.2 W，3 W4．如图为测某电源电动势和内阻时得到的U I图线,用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8 V.则该电路可能为( )5．如图所示，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，灯泡上标有“6 V12 W”字样，直流电动机线圈电阻R＝2 Ω，若灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率．6．在图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝5 Ω，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V.求电源的电动势和内电阻.第7节 闭合电路的欧姆定律第一课时答案——内容，路端电压与电阻、电流关系，图像一、闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路组成(1)外电路：电源______部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势________。

8.2 闭合电路欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比.(2)公式⎩⎪⎨⎪⎧ I ＝E R ＋r 只适用于纯电阻电路E ＝U 外＋U 内适用于任何电路(3)U －I 关系图：由U ＝E －Ir 可知，路端电压随着电路中电流的增大而减小；U －I 关系图线如图所示.①当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为电动势；②当外电路电压为U ＝0时，横纵标的截距为短路电流；③图线的斜率的绝对值为电源的内阻；④对于U －I 图像中纵坐标(U )不从零开始的情况，图线与横坐标的交点坐标小于短路电流，但直线的斜率大小仍等于电源的内阻.【例1】如图所示，闭合开关S ，当外电阻R 增大时，路端电压(电压表的示数)________；当外电阻R 减小时，路端电压________；当外电路断开(R →∞)时，路端电压U ＝________；当电源两端短路时，R ＝0，路端电压U ＝________.答案 增大 减小 E 0【练习】如图所示电路中，电源电动势E ＝9 V 、内阻r ＝3 Ω，R ＝15 Ω.下列说法中正确的是( AC )A ．当S 断开时，U AC ＝9 VB ．当S 闭合时，U AC ＝9 VC ．当S 闭合时，U AB ＝7.5 V ，U BC ＝0D ．当S 断开时，U AB ＝0，U BC ＝0【练习】在如图所示的电路中，当S 闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V 和0.4 A ；当S 断开时，它们的示数各改变0.1 V 和0.1 A ，求电源电动势和内阻．答案 2 V 1 Ω二、电路动态分析问题闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化.讨论依据：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系.分析思路：先由电路变化判断外电阻变化，进一步判断路端电压和干路电流变化，然后结合部分电路欧姆定律判断某部分电路两端电压及其中电流变化情况（这一步中一定要注意电压，电流两方面结合判断），确定仪表读数变化情况.总结规律：①总电路上R 增大时总电流I 减小，路端电压U 增大；②变化电阻本身和总电路变化规律相同；③和变化电阻有串联关系（通过变化电阻的电流也通过该电阻）的看电流（即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小）；④和变化电阻有并联关系的（通过变化电阻的电流不通过该电阻）看电压（即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大）；⑤串反并同：串反——与变化电阻有串联关系的用电器电流、电压的变化与变化电阻的阻值变化的相反的；并同——与变化电阻有并联关系的用电器电流、电压的变化与变化电阻的阻值变化的相同的.【例1】设R 1增大，总电阻一定增大；由rR E I +=，I 一定减小；由U=E-Ir ，U 一定增大；因此U 4、I 4一定增大；由I 3= I-I 4，I 3、U 3一定减小；由U 2=U-U 3，U 2、I 2一定增大；由I 1=I 3 -I 2，I 1一定减小.【练习】在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P 向下移动时，则( D )A ．A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变亮B ．A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变暗C ．A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变暗D ．A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变亮【练习】在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑片在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U ．现将R 2的滑片向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是( B )A ．I1增大，I 2不变，U 增大B ．I 1减小，I 2增大，U 减小C ．I 1增大，I 2减小，U 增大D ．I 1减小，I 2不变，U 减小【练习】如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P 向右端移动时，下面说法中正确的是( AD )A ．电压表V 1的读数减小，电流表A 1的读数增大B ．电压表V 1的读数增大，电流表A 1的读数减小C ．电压表V 2的读数减小，电流表A 2的读数增大D ．电压表V 2的读数增大，电流表A 2的读数减小【例2】在如图所示电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．下列比值正确的是( ACD )A ．U 1/I 不变，ΔU 1/ΔI 不变B ．U 2/I 变大，ΔU 2/ΔI 变大C ．U 2/I 变大，ΔU 2/ΔI 不变D ．U 3/I 变大，ΔU 3/ΔI 不变解析 由电路图可知，U 1、U 2分别测量的是R 1、R 2的电压，电流表测量的是通过这个电路的电流，U 3测的是路端电压．由欧姆定律可知：R 1＝U 1I ＝ΔU 1ΔI，因R 1是定值电阻，故A 正确；因为U 2＝E －I (R 1＋r )，又E 、(R 1＋r )是定值，则U 2＝E －I (R 1＋r )可看成一个一次函数关系式，则ΔU 2ΔI 不变，故B 错，C 对；U 3I 是指外电路电阻，故U 3I增大，ΔU 3指外电压的变化，因电源电动势不变，则外电压ΔU 3的变化即等于内电压ΔU 内的变化，ΔU 3ΔI ＝ΔU 内ΔI＝r ，故D 项正确．【练习】如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2．下列说法中正确的是( B ) A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮<ΔU2D．ΔU1=ΔU2C．ΔU三、含有电容器的电路的分析与计算含电容电路的分析方法：在直流电路中，当电容充、放电时，电路里有充、放电电流．一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉．简化后若要求电容器所带电荷量时，可再接在相应的位置上．分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压；(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等；(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．可由ΔQ＝ΔU·C计算电容器上电荷量的变化；(4)在含容电路中，当电路发生变化时，除了要判断和计算电容器两端的电压外，还必须要判断电容器极板上极性的变化，判断是否出现电容器先放电后反向充电的现象．【例1】如图中电源电动势E＝10 V，内阻可忽略，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，求：(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；(2)S原来闭合，然后断开,求这个过程中流过R1的总电荷量．答案(1)1 A(2)1.2×10－4 C【练习】如图所示，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻R 1＝3 Ω，R 2＝2 Ω，R 3＝5 Ω，电容器的电容量C 1＝4 μF ，C 2＝1 μF ，求C 1、C 2所带电量．答案 1.6×10－5 C 10－5 C【练习】如图所示的电路中，E ＝10 V ，R 1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，电池内阻不计，C 1＝C 2＝30 μF ．先闭合开关S ，待电路稳定后再断开S ，求断开S 后通过电阻R 1的电荷量．答案 4.2×10－4 C四、电路故障的分析(1)如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能电压表所在支路有断路，或并联路段内有短路；(2)如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路；(3)用电流表同样可按上述方法检测电路故障，因为无论是应用电压表还是应用电流表，目的是检测电路的通与断．【例1】用电压表检查如图所示电路中的故障，测得U ad ＝5.0 V ，U cd ＝0 V ，U bc ＝0 V ，U ab ＝5.0 V ，则此故障可能是( B )A ．L 断路B ．R 断路C ．R ′断路D ．S 断路现象结论答案Uad ＝5.0 Vdcba 间断路，其余电路接通综上所述故障为R 断路，B 选项正确。